Лабораторная работа: «Спиртовое брожение».
опыты и эксперименты по биологии (9 класс) на тему

Лабораторная работа: «Спиртовое брожение».

Цель: получить этиловый спирт древнейшим способом — брожением глюкозы, показать процесс брожения.

1. Приготовьте раствор из 10 г глюкозы в 50 мл воды. Налейте раствор в колбу, добавьте 2 г дрожжей, разведенных в теплой воде. Закройте ее пробкой с трубкой.

 2. Брожение идет при температуре 30-35°С, поэтому осторожно нагрейте колбу так, чтобы она был чуть теплой. Нагревание продолжайте в течение всего урока.

 3. Процесс брожения требует много времени. Для того чтобы брожение прошло достаточно полно, по окончании занятия закройте колбу воздушным шариком и оставьте рядом с теплой батареей для следующего занятия – демонстрации перегонки спирта.

 4.Напишите уравнения реакций получения глюкозы из крахмала и брожения глюкозы.

Процессы брожения с участием микроорганизмов часто используются на практике при производстве пищевых продуктов, алкогольных напитков или консервировании. Все процессы брожения начинаются с образования пирувата и протекают только в анаэробных условиях.

А. Молочнокислое и пропионовокислое брожение

Многие молочные продукты, такие, как простокваша, йогурт или сыр, образуются путем брожения с участием молочнокислых бактерий. Последовательность реакций такая же, как и в организмах высших животных: пируват, образующийся главным образом в результате деградации дисахарида лактозы восстанавливается лактатдегидрогеназой  в лактат. Молочнокислое брожение также играет существенную роль при квашении капусты и силосовании кормов. Получаемые продукты хорошо хранятся, так как происходящее при брожении уменьшение величины рН тормозит рост гнилостных бактерий.

При изготовлении молочных продуктов прежде всего используются бактерии родов Lactobacillus и Streptococcus . Образующиеся на первом этапе полупродукты доводятся до кондиции чаще всего только путем последующего брожения. Так, характерный вкус швейцарского твердого сыра достигается а результате последующего пропионовокислого брожения. При этом под действием бактерий рода Propionibacterium пируват в результате сложной последовательности реакций превращается в пропионат.

Б. Спиртовое брожение

Алкогольные напитки производят, как правило, сбраживанием растительных продуктов с высоким содержанием углеводов. Вначале образующийся из глюкозы пируват декарбоксилируется пируватдекарбоксилазой  в ацетальдегид. Последний восстанавливается алкогольдегидрогеназой  в этанол с потреблением НАДН. В этом процессе участвуют не сбраживающие бактерии, а дрожжи, являющиеся эукариотами и относящиеся к одноклеточным грибам. Дрожжи часто используются также при выпечке хлеба. Они продуцируют CO2 и спирт, которые разрыхляют тесто. Пивные, или пекарские, дрожжи (Saccharomyces cerevisiae) гаплоидны и размножаются простым делением. Они могут жить как аэробно, так и анаэробно. Вина получают с помощью других видов дрожжей, некоторые из них живут на ягодах винограда. Чтобы содействовать образованию этанола, при спиртовом брожении необходимо исключить доступ кислорода: например, когда тесто "подходит", его покрывают платком или проводят брожение в бочках с затвором, не позволяющим поступать воздуху.

В. Пивоварение

При изготовлении пива в Германии сырьем обычно служит ячмень. Зерно содержит крахмал, но, тем не менее, вряд ли содержит достаточно сахара в свободном виде. Поэтому ячмень, прежде всего, проращивают, при этом образуются амилазы; затем проросшие зерна осторожно нагревают для получения солода. При этом большая часть крахмала превращается в дисахарид мальтозу. Полученный продукт (сусло) варят, добавляют дрожжи и хмель и оставляют бродить на несколько дней. Добавление хмеля повышает сохранность пива и придает ему слегка горьковатый вкус. Другие компоненты хмеля обладают успокоительным и мочегонным действием.